甘肃省靖远县第一中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试卷

靖远一中2024-2025学年第一学期期中考试度卷 高二物理 满分：100分 考试时间：75分钟 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 一、单选题（共24分） 1．两个相同的带同种电荷的导体小球所带电荷量的比值为1：3，相距为r时库仑力的大小为F，今使两小球接触后再分开放到相距为2r处，则此时库仑力的大小为（　　） A． B． C． D． 2．如图，真空中正方形的两个顶点A，B分别固定两个正点电荷，C点固定一负点电荷，三个点电荷的电荷量均为Q，已知正方形边长为，静电力常量为k，则正方形中心O点的电场强度大小为（　　） A． B． C． D． 3．在一个点电荷的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，x轴上A、B两点的坐标如图甲所示。在A、B两点分别多次放置试探电荷，规定沿x轴正方向的静电力方向为正方向，试探电荷受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．A点的电场强度大小为3N/C B．点电荷是负电荷 C．点电荷恰好位于x轴原点 D．B点的电场强度是A点电场强度的 4．如图甲所示，光滑绝缘水平面上有一带负电荷的小滑块，可视为质点，在处以初速度沿x轴正方向运动。小滑块的质量为，带电量为。整个运动区域存在沿水平方向的电场，图乙是滑块电势能随位置x变化的部分图像，P点是图线的最低点，虚线AB是图像在处的切线，并且AB经过（1，2）和（2，1）两点，重力加速度g取。下列说法正确的是（　　） A．在处的电场强度大小为20V/m B．滑块向右运动的过程中，加速度先增大后减小 C．滑块运动至处时，速度的大小为2.5m/s D．若滑块恰好能到达处，则该处的电势为-50V 5．如图所示，平行板电容器与恒压直流电源连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可忽略。开关闭合时一带电的油滴静止于两极板间的P点，若断开开关K，将平行板电容器的下极板竖直向上平移一小段距离，则下列说法正确的是（   ） A．P点的电势变小 B．带电油滴向下运动 C．电容器的电容变小 D．静电计指针的张角变大 6．某一电场的电场线分布如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．a点的电势低于b点的电势 B．a点的电场强度大于b点的电场强度 C．一正电荷由a点运动到b点，电场力做负功 D．一负电荷在a点的电势能小于在b点的电势能 二、多选题（每小题5分，共20分，全选对得5分，选对但不全对得3分，有选错的得0分） 7．如图所示，M、N为两个等量同号正电荷Q，在其连线的中垂线上任意一点P自由释放一个负点电荷q，不计重力影响，下列关于点电荷q的运动的说法正确的是（　　）    A．从P→O的过程中，加速度可能越来越大，速度也越来越大 B．从P→O的过程中，加速度可能越来越小，而速度越来越大 C．点电荷运动到O点时加速度为零，速度达到最大值 D．点电荷越过O点后，速度越来越小，而加速度可能越来越大，直到速度为零 8．如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个正六边形的六个顶点，电场方向与六边形所在平面平行，已知A、B、C三点的电势分别为1 V、6 V和9 V．则下列说法正确的是（　　） A．D点的电势为7 V B．电子在A点的电势能比在E点的低1 eV C．电子从C点运动到F点，电场力做功为10 eV D．UDF＝8 V 9．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，D是BC的中点，A、B、C构成一直角三角形，AB=1m，电场线与三角形所在的平面平行，已知A点的电势为5V，B点的电势为-5V，C点的电势为15V，据此可以判断（　　） A．C点的电势比D点的电势高10V B．A、D连线是一条等势线 C．场强的大小为20V/m D．场强的大小为 10．图中的实线分别是电阻a、b的伏安特性曲线，虚线c是b（U=1V）的切线，a、c相互平行，下列说法正确的是（　　） A．U=1V时，b的电阻为5Ω B．U=1V时，a、b的电阻相等 C．b的电阻随电压的升高而增大 D．U=3V时，a、b的电阻相等 第II卷（非选择题） 请点击修改第II卷的文字说明 三、实验题（共15分） 11．（本题7分）在探究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验中，某同学猜测电容可能与极板间的距离 d、极板的正对面积S及插入极板间的介质有关，他将一个已经充电的平行板电容器与静电计连接如图所示，实验时保持电容器极板所带的电量不变，且电容器 B 板位置不动。 （1）实验中通过静电计张角大小来反映 的大小； （2）将A板竖直向下平移，则静电计指针张角 ；在A、B板间插入电介质，则静电计指针张角 。（填“变大”、“减小”或“不变”） （3）若将电容器水平放置，如图所示，有一带电液滴静止在电容器内部某处，现将电容器A板向下平移一小段距离，液滴将 （选填“静止不动”、“向下运动”或“向上运动”）    12．（本题8分）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验器材、实验操作、数据分析等。 (1)用电压表（内阻约为）和电流表（内阻约为）测量一个电阻的阻值（约为）。为了尽量提高测量精度，应该选择的测量电路是图（a）中的 （选填“甲”或“乙”）。 (2)用如下图甲的螺旋测微器测量电阻丝直径d，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋转 （选填“①”“②”或“③”），直到听见“喀喀”的声音为止。可读直径 mm。 (3)用图乙电路图测电阻丝的电阻，为一定阻值的电阻。请用笔画线代替导线，把丙图实物电路中补充完整 。 (4)第一次测量按乙图的电路，调节滑动变阻器测得多组电压U和电流I值；第二次测量将电压表改接在a、b两端，测得多组电压U和电流I值，并作出如图丁的关系图象。由此可知第一次测量得到图线是 （填“M”或“N”），电阻丝的电阻 （保留两位有效数字），根据电阻定律可得电阻丝的电阻率为 （用、d、电阻丝长度l和常量表示） 四、解答题（共41分） 13．（本题12分）一根长为L的丝线吊着一质量为m的带电量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中，如图所示，丝线与竖直方向成37°角，（重力加速度为g  sin37°=0.6  cos37°=0.8），求: (1)该静止小球带何种电； (2)匀强电场的电场强度的大小。 (3)若在某时刻将细线突然剪断，小球的瞬时加速度。 14．（本题12分）1890年，英国物理学家J.J.汤姆孙对阴极射线进行了研究，打开了探究原子结构的大门，他的实验装置如图所示。真空玻璃管内阴极K发出的电子，由静止经A、K间的电压加速后，以平行于极板C、D的速度进入平行板电容器。若两极板C、D间无电压，则电子恰好打在荧光屏上的O点；若在两极板间施加图示的电压，则电子打在荧光屏上的P点。已知极板C、D的长度均为l，间距为，O、P间的距离为，电子的比荷为，偏转电压为U，加速电压为8U。求： (1)电子进入极板C、D时的速度大小； (2)两极板右端距荧光屏的距离x。 15．（本题17分）如图所示，在的竖直匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道与一水平绝缘轨道在N点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径，N为半圆形轨通最低点，P为圆弧的中点，一带负电的小滑块质量，与水平轨道间的动摩擦因数，位于N点右侧1.5m的M处，g取，求： （1）小滑块从M点到Q点重力和电场力分别做的功； （2）要使小滑块恰能运动到半圆形轨道的最高点Q，则小滑块应以多大的初速度向左运动？ （3）在第（2）问的情况下，小滑块通过P点时对轨道的压力是多大？ 试卷第2页，共8页 试卷第1页，共8页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A D D A D BCD AD ABD CD 1．D 【详解】设其中一个小球带的电荷量为Q，另一个小球带的电荷量为3Q，相距为r时库仑力的大小为F，根据库仑定律有 两小球接触后再分开，则二者带的电荷量均为2Q，放到相距为2r处，根据库仑定律有 联立可得 故选D。 2．A 【详解】B、C处的点电荷在O点产生的合场强方向为OC方向，大小为 A处的正点电荷在O点产生的场强方向沿OD的方向，大小为 根据矢量合成可知，正方形中心O点的电场强度大小为 故选A。 3．D 【详解】A．根据静电力公式 可知图像斜率表示电场强度 故A错误； B．图像B的斜率为正，表示电场强度的方向沿x轴正方向，带电量相同的电荷在A点静电力比B点大，说明A点靠近点电荷，所以点电荷为正电荷，故B错误； C．设点电荷的位置为x，根据点电荷的场强公式有 ， 根据图像可知 联立解得 故C错误； D．由上述可得 故D正确。 故选D。 4．D 【详解】A．图像斜率的绝对值表示滑块所受电场力的大小，所以滑块在处所受电场力大小为 解得电场强度大小 故A错误； B．滑块向右运动时，电场力先减小后增大，所以加速度先减小后增大，故B错误； C．滑块从到运动过程中电势能减小，电场力做功为 由动能定理得 解得滑块运动至处时，速度的大小为 故C错误； D．若滑块恰好到达处，则滑块恰好到达处，有 则滑块从到运动过程中，有 由 解得滑块到达处的电势能为 处的电势为 故D正确。 故选D。 5．A 【详解】CD．断开开关K，电容器带电量不变，则由 ， 可得将平行板电容器的下极板竖直向上平移一小段距离，板间间距减小，电容器的电容变大，则电压减小，可知静电计指针的张角变小，故CD错误； AB．电场强度为 改变间距，电场强度不变，带电油滴不动，由 可知，当P到下极板距离变小，P点电势将变小。故A正确；B错误。 故选A。 6．D 【详解】A．沿着电场线方向电势降低，所以a点的电势高于b点的电势，故A错误； B．电场线的疏密表示电场强弱，a点的电场强度小于b点的电场强度，故B错误； C．正电荷受电场力的方向与电场线方向相同，一正电荷由a点运动到b点，电场力做正功，故C错误； D．由，，可知一负电荷在a点的电势能小于在b点的电势能，故D正确。 故选D。 7．BCD 【详解】AB．等量同种正电荷周围的电场线如图所示    点电荷在从P→O的过程中，所受的电场力方向竖直向下，故点电荷做加速运动，所以速度越来越大，因为从O点向上到无穷远，电场强度先增大后减小，从P→O的过程中，电场强度大小变化可能越来越小，也可能先增大再减小，加速度的变化也是如此，A错误，B正确； C．点电荷运动到O点时，所受的电场力为零，加速度为零，然后向下做减速运动，所以O点的速度达到最大值，C正确； D．根据电场线的对称性可知，越过O点后，负电荷做减速运动，加速度可能越来越大，也可能先增大后减小，D正确。 故选BCD。 8．AD 【详解】A．在匀强电场中，两长度相等且相互平行的线段两端的电势差相等，则 φA-φD=2（φB-φC） 得 φD=7V 故A正确； B．同理可求得 φF=-1V，φE=2V 电子在A点的电势能 EPA=φAq=-1eV 在E点的电势能 EPE=φEq=-2eV 所以电子在A点的电势能比在E 点的高1eV，故B 错误； C．电子从C点运动到F点，电场力做功 WCF=UCFq=（φC-φF）=-10eV 故C错误； D．DF电势差 UDF=φD-φF=8V 故D正确。 故选AD。 9．ABD 【详解】AB．D点的电势为 则C点的电势比D点的电势高10V，AD为等势面，场强方向垂直AD连线指向B点，故AB正确； CD．场强的大小为 故C错误，D正确。 故选ABD。 10．CD 【详解】ABC．根据I-U图像可知，电阻a的阻值保持不变，大小为 Ra==Ω=5Ω 根据电阻b的伏安特性曲线可知，曲线上的点与原点连线的斜率逐渐减小，而连线斜率为 k== 可知b的电阻随电压的升高而增大，U=1V时，b的电阻为 Rb==Ω=2.5Ω<Ra=5Ω 故AB错误，C正确； D．U=3V时，b的电阻为 Rb′==Ω=5Ω 此时Ra=Rb′=5Ω，故D正确。 故选CD。 11． 电势差（或答“电压”） 变大 减小 静止不动 【详解】（1）[1]静电计张角大小来反映了电势差的大小，张角越大，电势差越大。 （2）[2]若将A板竖直向下平移，两极板的正对面积减小，根据 可知电容器的电容减小，又由于 电容器的带电量不变，因此两极板间的电势差增大，静电计指针张角变大； [3]若在A、B板间插入电介质，根据 可知电容器的电容变大，又由于 电容器的带电量不变，因此两极板间的电势差减小，静电计指针张角减小； （3）[4]利用 ，， 可得电容器内部的电场强度 因此A板向下平移时，电容器内部的电场强度保持不变，因此液滴静止不动。 12．(1)甲 (2) ③ 0.608 (3) (4) M 25 【详解】（1）因为待测电阻约为，由 可知为了减小误差应该采用电流表的外接法，即选用甲图； （2）[1]当测微螺杆快接近电阻丝时，再旋转微调旋钮，直到听见“喀喀”的声音为止； [2] 由螺旋测微器的读数规则可知其直径 （3）实物电路图如图所示 （4）[3] 第一次测量按乙图的电路，根据姆定律可得 第二次测量将电压表改接在a、b两端，根据欧姆定律可得 两个图像的斜率关系为 可知第一次测量得到图线是M； [4] 由图像数据可得 联立可得 [5]由电阻定律可得 13．(1)正电 (2) (3)，方向与竖直方向成37°指向右下方。 【详解】（1）对小球受力分析，由平衡条件可得，小球所受电场力方向水平向右，由于电场强度水平向右，故小球带正电。 （2）由平衡条件得 解得匀强电场的电场强度的大小 （3）在某时刻将细线突然剪断，由牛顿第二定律得 解得 方向与竖直方向成37°指向右下方。 14．(1) (2) 【详解】（1）根据动能定理 解得 （2）电子的运动轨迹如图所示 设电子在偏转电场中偏转的位移大小为，有 根据几何关系有 联立解得 15．(1) ，  (2)   (3) 0.6N，方向水平向左 【详解】(1)小滑块从M点到Q点重力做的功： 代入数据解得： 电场力做的功： 代入数据解得： (2)设滑块恰好到达Q点时速度为v，则由在Q点合力提供向心力知： 滑块从M开始运动到达Q点过程中，由动能定理得： 代入数据联立解得：； (3)设滑块到达P点时速度为，则从开始运动至到达P点过程中，由动能定理得： 又因为在P点时，轨道对小滑块的支持力提供向心力得： 代入数据联立解得：，方向水平向右； 由牛顿第三定律知小滑块通过P点时对轨道的压力是0.6N，方向水平向左。 答：（1）小滑块从M点到Q点重力和电场力分别做的功，； （2）要使小滑块恰能运动到半圆形轨道的最高点Q，则小滑块应以向左运动. （3）小滑块通过P点时对轨道的压力是，方向水平向右. 答案第10页，共10页 答案第9页，共10页 学科网（北京）股份有限公司 $$